Czy możliwe jest zaimplementowanie algorytmu sortowania, który nie używa dodatkowej pamięci do przechowywania danych tymczasowych?

Tak, istnieją algorytmy sortowania, które nie używają dodatkowej pamięci do przechowywania danych pośrednich — nazywane są algorytmami in-place.

Przykłady takich algorytmów:

• Sortowanie bąbelkowe (Bubble Sort)
• Sortowanie przez wstawianie (Insertion Sort)
• Sortowanie przez wybór (Selection Sort)
• Sortowanie szybkie (Quick Sort) — przy starannej implementacji
• Sortowanie przez kopiec (Heap Sort)

Te algorytmy zmieniają kolejność elementów bezpośrednio w oryginalnej tablicy, nie przydzielając dodatkowej pamięci na kopie lub struktury pomocnicze.

Przykład sortowania szybkiego in-place w Javie:

public void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

private int partition(int[] arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

W ten sposób sortowania in-place pozwalają zaoszczędzić pamięć, choć czasami mogą być wolniejsze lub mniej stabilne niż te, które korzystają z dodatkowej pamięci.